1

مورد استفاده در محیطهای خورنده یبتن بازیافتدرشت سنگدانه های تعیین درصد بهینه براساس مدل کریجینگ

3دکتر محمد رضا سهرابی،،*2دکتر محمود میری ،1عبدالقیوم دهواری a.dehvari@pgs.usb.ac.ir,05433220976دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران، گروه عمران، ، دانشجوی دکتری سازه-1

mmiri@eng.usb.ac.ir,05431132876استاد، گروه عمران، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران، -2

sohrabi@hamoon.usb.ac.ir,05433426206، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران، گروه عمراندانشیار، -3

چکیدهبرای بررسی تاثیر استفاده از آن هاا روی صصویایات ر مخلوط بتن دبصورت سنگدانه های بازیافتی پسماند پس از بازیافت سنگدانه های درشت بتن، مقالهدر این

نموناه به این منظور پارامترهایی مانند جذب آب، تخلخل، مقاومت الکتریکی و مقاومت فشااری بارای . اند استفاده شدهبتن در یک محیط صورنده دوام و مکانیکیکریجینا ساازیمکانیکی بتن با اساتفاده از رو مدل دوام و مدل های تخمین پارامتر های تحقیقدر این . ندهای ساصته شده در آزمایشگاه، اندازه گیری شده ا

ماورد ارزیاابی قارار به عنوان قیود مسالله بهیناه ساازی حرکت مولکول های گاز ایده ال بهینه سازی الگوریتماز استفاده با ها این مدلسپس و ندابدست آمده میزان سیمان مصرفی برای دست یاابی باه یاک باتن حداقل بازیافتی و درشت استفاده از سنگدانه های تابع هدف یعنی میزان حداکثر مقادیر بهینه و، اند گرفته

و در 23دریاد و دماای 3دریاد، للظات یاون کلریاد 70در یک محیط با رطوبت داده استنتایج بهینه سازی نشان .ندآمده ادوست دار محیط زیست بدست ناین در چاسات. هم 40/0درید سنگدانه درشت بازیافتی در نسبت آب باه سایمان 33/20دامنه سطح صورندگی باال با بهینه سازی تک هدفه نقطه بهینه دارای

نقطاه طراحای باا 23℃دماا دریاد و 5درید، للظت یون کلریاد 70برای یک محیط با رطوبت فرآیند بهینه سازی چند هدفه و در دامنه سطح صورندگی باال نشده است. مشاهدهبدست آمده، که نتایج مشابه آن در بهینه سازی تک هدفه 40/0درید سنگدانه درشت بازیافتی در نسبت آب به سیمان 34/18

کلمات کلیدی الگوریتم حرکت مولکول های گاز ایده ال ،مدل کریجینگ ،مقاومت الکتریکی ،بهینه سازی ،بازیافتیدرشت سنگدانه

ACCEPTED MANUSCRIPT

mailto:a.dehvari@pgs.usb.ac.ir,05433220976

2

مقدمه-1را اجتنااب ناپاذیر سااصته اسات. لیر قابل مصرف مواد و مصالح پسماندمحدود بودن منابع و حفظ کیفیت محیط زیست لزوم بازیافت

های قادیمی تخریاو و در شهرهای بازر بارای سااصت و سااز الزم اسات سااصتمان زمینجمعیت و مشکل رشدامروزه با توجه به دارد، استفاده از مصالح تجدید ناپذیر، مانند سنگدانه های طبیعی نیاز منظوربه همین .شوند جایگزین آن هاهای بلند جدید ساصتمان و آماده انادداری بدسات بارتمان های لیر قابال بهاره سنگدانه های بازیافتی از شکستن بتن حایل از تخریو ساص. ه شودکاهش داد

ایلی سانگدانه هاای بازیاافتی مشخصه .[3-1]می توانند بصورت یک جایگزین برای سنگدانه های طبیعی در تولید بتن استفاده شوندچسپندگی مالت به سطح آن ها می باشد، که پاسخ گو برای تغییر رفتار مکانیکی همراه با کاهش مقاومت بتن سنگدانه هاای بازیاافتی

صاوردگی میلگارد هاای صطاراصیرا، رو مقاومت الکتریکی باتن بارای ارزیاابی . [7-4]استدر مقایسه با بتن سنگدانه های طبیعی معکاوس ارزیابی صوردگی میلگرد های فوالدی در بتن براساس رابطه ،رو مقاومت الکتریکیدر فوالدی در بتن بکارگیری شده است.

مشاهده کردند کاه فرآیناد صاوردگی فاوالد مسالح [9و8]1یو و همکاران .استبیان شده بین مقاومت الکتریکی بتن و میزان صوردگی و میزان صوردگی اگر چگالی جریان باال باشد با افزایش مقاومت الکتریکای، کااهش استکننده در بتن تحت کنترل مقاومت الکتریکی

برای مقاومت الکتریکی بتن بر حسو هر دو پارامترهای محیطی و مصاالح [9و8]1یو و همکاران مدل های تجربی توسط. نمایدپیدا می ASTMبوسایله 2012مقاومات الکتریکای باتن در ساال بر پایه تحلیل رگرسیون لیرصطی داده های آزمایشگاهی ارایه شده است.

C1760 کتریکای حجمای ایاا رو تاک . در رو مقاومات الشده استبرای اندازه گیری مقاومت الکتریکی حجمی استاندارد سازی نموناهمحوری( دو الکترود روی سطح بتن االلو دو یفحه فلزی موازی( به همراه اسفنج مرطوب بین ساطح باتن و فلاز در دو طارف

منشوری یا هسته های گرفته شده از ساازه هاای موجاود ، های استاندارد استوانه اینمونه . بطور کلی تنها داده می شوندآزمایشی قرار های مشابه در طی زمان بدون آسایو باه ساازه از قابلیات نمونهآزمایش توانایی، سرعتاین . عالوه برشده استاین رو استفاده در

برای مقاومات فشااری و کاربردی های مدل بدست آوردنهدف ایلی این تحقیق .[11و10]بیان شده اندهای منحصربه فرد این رو تاثیر پارامترهای مهندسی مهام . تعریف شده استبا پارامترهای مهندسی که به آسانی قابلیت کمی سازی دارند مقاومت الکتریکی بتن

بتن بازیافتی در مقاومات الکتریکای باتن باه عناوان درشت مانند رطوبت نسبی، دما، مقدار کلرید، مقدار سیمان و مقدار سنگدانه هایدراین تحقیق، ابتدا مدل های پایش بینای بارای مقاومات فشااری و . ندا ی قرار گرفتهمورد بررسشاصص ارزیابی میزان صطر صوردگی

باتن درشات با دو پارامتر معین نسبت آب باه سایمان و مقادار سانگدانه هاای براساس داده های آزمایشگاهی مقاومت الکتریکی بتنحرکات مولکاول ، سپس این مدل ها با استفاده از الگاوریتم بهیناه ساازی [17-12]ندشده ا تعریفبازیافتی براساس تلوری کریجین

باتن بازیاافتی و درشات برای بدست آوردن مقدار بهینه سنگدانه هاای [22-18]چند هدفه حالت تک هدفه و در دو های گاز ایده الاند. نتایج تحلیل نشان دهنده دامنه استفاده متفاوت شده یک بتن دوست دار محیط زیست مورد ارزیابی قرار گرفته درسیمان مصرفی ایان هادف از ،بطور صالیه. استبازیافتی و مقدار سیمان برای شرایط محیطی با سطح صطر صوردگی متوسط درشت از سنگدانه های

ماورد در مخلاوط باتن سنگدانه هاای درشات بازیاافتی حداکثر استفاده مقداربدست آوردن برای مسلله بهینه سازی یک حل تحقیق 2در این تحقیق ابتدا پارامترهای دوام و مکانیکی بتن سنگدانه های بازیافتی در بخش .استتعریف شده یک محیط صورنده استفاده در

حدی مقاومت فشااری حالت توابع برای بدست آوردن ،3بخش ،از رو مدلسازی کریجین . سپس ندبدست آمده ا ،کار آزمایشگاهی ،تحقیق که براساس نیازمندی مدلسازی به رو کریجین بدست آمده اناد، 2و مقاومت الکتریکی بتن از داده های آزمایشگاهی بخش

. شده استتحقیق به عنوان قیود مسلله بهینه سازی استفاده 4این مدل ها در بخش در پایان ازاستفاده شده است.

روش مدل تخمین کریجینگ 1-2رو کریجین برای درون یابی آماری در حوزه های مختلف علاوم و مهندسای در حاال گساتر اسات. کریجینا یاک استفاده از

مای نمایادمیاانگین هاایی کاه کریجینا درون یاابی .مای شاودکه برای درون یابی استفاده است الگوریتم تخمین کمترین مربعات اپیش بینی قطعی(. هستندمشاهداتی با واریانس مساوی یفر

mmiri@eng.usb.ac.ir Yu, et al1نویسنده عهده دار مکاتبات:*

ACCEPTED MANUSCRIPT

mailto:mmiri@eng.usb.ac.ir

3

، می دهدپیش بینی نمودن عالی از صود نمایش و یک عملکرد نموده یک پاسخ قطعی برای یک فرآیند تصادفی فرض رو کریجین گر کریجین بصورت تخمین همچنین می تواند صطای مربع میانگین را بدست بیاورد، از اینرو مورد توجه محققین قرار گرفته است.و

: [16]ذیل تعریف شده است

*1

ˆn

i

i

i

f x f x

(1ا

تعداد مشاهدات است nزمانی که if x در اینجا بصورت 1, ,i if x f i n تعریف شده است .𝑥(𝑖) یک بردار مرکاو

(مقدار dاز )(1 (( , )i dix x از عوامل در نقاطiو ،i وزن متناظر با مشاهده if x هستند. وزن ها به منظور تعریف یاک تخماین گار. پاسخ سیستم بصورت یک تابع تصادفیشده اندبدون صطا با کمترین واریانس تخمین زده f xبصورت ذیل نوشاته که ،نموده رفتار

: شده است ( 2ا f x g x x

تابع معین g x میانگین f x و می دهدرا بدست x که برصی فرضیات وابسته به نوع مدل کریجین استبخش تصادفی مدل که واریانس کریجین ذیل شده اند. در این رو وزن ها چنان تعیین پذیرفته استانتخابی را

* *ˆ var f x f x (3ا تحت قید ابدون صطا بودن( ذیل مینیمم شود.

(4ا 1

1n

i

i

، شاده م این کار در این مسلله بکارگیریالگرانژ به منظور انجا. تلوری ضرایو استاین یک مسلله بهینه سازی کالسیک با قید مساوی .[17-12]شده استکه منجر به حل یک سیستم معادله صطی

الگوریتم بهینه سازی حرکت مولکول های گاز ایده ال -1-3

سارعت در الگاوریتم حرکات مولکول های گاز داری سرعت موثری هستند که مرتبط با دما و جرم آن ها است. برای استفاده از معادله جرم هر مولکاول در ارتبااط باا مقادار ،مولکول های گاز، یک دمای اولیه تعریف و به هر مولکول اصتصاص داده شده است. عالوه براین

تابع هدف تعیین شده است. در مراحل اولیه فرآیند بهینه سازی، یک جستجوی سریع گسترده ای در دامنه مسالله باا قاراردادن یاک . به تدریج، زمانی که محاسبات بیشتری انجام و نواحی بهینه کشف شود، سارعت مولکاول هاا باا می پذیردانجام ار بزر برای دما مقد

مای مولکول های گاز در حال حرکت با یکدیگر باا یاک احتماال مشاخص برصاورد ،. عالوه برایننمایدکاهش در دمای آن ها افت می . برصوردها باعث توزیع انرژی موجود در مولکول ها و بصورت یک نتیجه باعث تغییر سرعت و موقعیت آن ها می شاوند. احتماال نمایند

منجر باه پیادا نماودن در پایان، مولکول ها اطراف نقاط بهینه کلی انباشته و می نمایدبرصورد با ادامه فرآیند بهینه سازی افزایش پیدا . [19]دندنقطه بهینه کلی می گر

حرکت مولکول های گاز ایده ال مراحل انجام الگوریتم بهینه سازی تک هدفه -1-3-1 آماده سازی -1-3-1-1

درجه کلوین. 273استفاده از توزیع یکنواصت برای تولید جمعیت اولیه و انتخاب دمای اولیه محاسبه جرم مولکول ها -1-3-1-2

چون این تحقیق روی ماکزیمم نمودن هدف تمرکز دارد، براساس ایول بیان شده برای این الگوریتم، به هر راه حل مطابق با مقدار تابع :شده استهزینه ا با استفاده از رابطه ذیل یک جرم اصتصاص داده

ACCEPTED MANUSCRIPT

4

(5ا

2

1

1ifit i

m

fit i

ام و iجرم مولکول imاینجا fit i بهترین مولکول از طریق مقایسه جرم مولکول ها استمقدار تابع هزینه هر مولکول برای مسلله . . شده استپیدا

محاسبه احتمال برخورد مولکول ها -1-3-1-3 (6ا 1 exp 0.63MCP iter

بدست آوردن سرعت و موقعیت جدید مولکول ها -1-3-1-4هر دو مولکول با احتمال برصورد مختص صودشان با همدیگر برصورد می کنند یا بدون برصورد براساس رابطه سرعت در حاال حرکات

. مطابق با این پدیده، مراحل ذیل برای محاسبه سرعت و موقعیت جدید مولکول ها انجام شده است. شده اندحفظ دادن برخوردمحاسبه سرعت مولکول ها در حالت رخ -1-3-1-5

(7ا

1 2

1 1

1 2

d dm Em

v vm m

(8ا

1

2 2

1 2

1 d d

E mv v

m m

2نشان دهنده سرعت آلازین اولین مولکول قبل از برصورد است، اگر چه فرض می شود1dvاینجا 0dv ،و متنااظرا ، 1dv و 2dv است. در رصداد برصاورد االساتیک، تعریف شده بعد مسلله بهینه سازیdنشان دهنده سرعت نهایی بعد از برصورد هستند، به ترتیو،

است، اما در معادله فوق، این پارامتر بصورت یک متغیر برای تضمین همگرایای در الگاوریتم تعریاف در نظر شده مساوی یک Eپارامترشده است. به همین منظور، در چند مرحله اول فرآیند بهینه سازی، این متغیر دارای یک مقدار نزدیک به یک است اماا باا افازایش در

: نموده استادله صطی ذیل کاهش پیدا تعداد چرصه های بهینه سازی بصورت دینامیکی براساس مع

1iter

Emaxit

(9ا

نشان دهنده شماره تکرار فعلی و ماکزیمم تکرارهای فرآیند بهینه سازی به ترتیو هستند. با داشتن سرعت جدید maxItو iterاینجا :شده استمحاسبه شده موقعیت جدید هر مولکول با استفاده از معادالت ذیل محاسبه

1 2 1d d dx x rand v (01ا

2 2 2d d dx x rand v (11ا

اینجا 2

dx ،نشان دهنده موقعیت تعادل مولکول قبل از برصورد، و متناظرا 1dx و 2dx نشان دهنده موقعیت جدید بعاد از برصاورد است. [0,1]نشان دهنده مقدار یک توزیع نرمال تصادفی در محدوده randهستند، به ترتیو.

محاسبه نمودن سرعت بدون برخورد مولکول-1-3-1-6با استفاده از معادله ذیال ام i ، سرعت جدید مولکولانددر حالت گاز ایده ال، اگر فرض شود مولکول ها با هم دیگر برصوردی نداشته

بدست می آید:

1.7d iii

kTv

m

(21ا

ACCEPTED MANUSCRIPT

5

1knVar

(31ا

تعداد مولکول ها در فرآیند بهینه سازی است، سرعت هر مولکول متناسو با جرم و دمای آن مولکول اسات. بناابراین، در nVarاینجا : شده استاین فاز محاسبه دمای جدید هر مولکول ضروری است، برای انجام این، معادله کسری بصورت ذیل تعریف

'

1

ii i i nVar

ii

mT T T

m

(41ا

: آمده استبعد از تعیین نمودن سرعت جدید هر مولکول، موقعیت جدید با استفاده از معادله ذیل بدست

d d di i ix x rand v (51ا

معیار همگرایی -1-3-1-7 معیار صیلی معمول توقف فرآیند بهینه سازی در الگوریتم های فرا ابتکاری تعداد ماکزیمم تکرار ها با و یا بدون رخ داد همگرایی است.

فرآیند انجام الگوریتم بهینه سازی چند هدفه حرکت مولکول های گاز ایده ال -1-3-2تعریف پارامترهای اولیه شامل ماکزیمم تعداد تکرارها، اندازه جمعیت، اندازه بایگانی، تعداد تقسیم بنادی فضاای جساتجو و -1-3-2-1

. شده استدر تکرار اول از فرآیند بهینه سازی قرار داده 1000دمای اولیه، دمای اولیه مساوی .تولید شده است در دامنه مسلله تصادفی جمعیت اولیه از مولکول ها با یک توزیع یکنواصت -1-3-2-2آن جرم اصتصااص داده شاده و به هر مولکول با توجه به مقدار متناظر تابع هزینه ارزیابی شده تابع هزینه برای هر مولکول -1-3-2-3

.است بدست آورده می شوند. راه حل های نامغلوب -1-3-2-4. در این مرحله اگر بایگانی پر شده باشد، برای ورود هر راه بروز رسانی می شود آمدهبایگانی با راه حل های نامغلوب بدست -1-3-2-5

حل نامغلوب به داصل بایگانی، یک مولکول از ناحیه پر جمعیت بایگانی حذف صواهد شد. .تعریف می شود شبکه مکعبی تقسیم بندی شدهیک و بدست آورده شده یدامنه راه حل ها -1-3-2-6 .شده است. احتمال برصورد در این مسلله با استفاده از فرمول های ذیل تعیین Eو CP محاسبه مقادیر-1-3-2-7

iterCP

MaxIt (61ا

  1   – E CP (17ا بروز رسانی سرعت وموقعیت هر مولکول-1-3-2-8rand اگر-1-3-2-9 CP مولکول در حال حرکت با مولکول متعادل انتخاب شده از بایگانی برصورد صواهاد کارد. بناابراین، سارعت و

:شده استموقعیت جدید با استفاده از معادالت ذیل محاسبه

' (18ا m sm mm s

m E mv v

m m

(19ا ' ' 2 0.5 1,m s mx x rand nVar v

rand اگر-1-3-2-10 CP اینجا برصوردی رخ نداده است و سرعت و موقعیت جدید مولکول براساس سرعت ماوثر مولکاول هاای ، :آمده استگاز بدست

(02ا '3

i

i

k Tv

m

(12ا ' ' 2 0.5 1,i i ix x rand nVar v k وT شده استبا استفاده از معادالت ذیل محاسبه :

ACCEPTED MANUSCRIPT

6

1

knPop

(22ا

1,1,1,1T T unifrnd T (32ا اندازه جمعیت وnPopاینجا .unifrnd 1−]یک توزیع یکنواصت از اعداد بین, تولید می کند. [1 :شده استبرای اجتناب از قرار گرفتن در نقطه بهینه محلی، یک راه حل جدید بصورت ذیل در این مرحله محاسبه -1-3-2-11

(42ا ' ' 0.1 1,1,1,n ix x unifrnd varsize E بوسیله مولکاول مجااور اگار مغلاوب موقعیت مولکول جدید در تکرار فعلی است. مولکول جدید ix'موقعیت مولکول هم جوار وnxاینجا

شود جایگزین می شود. انجام می پذیرد. و بروز رسانی بایگانی و شبکه مکعبی بدست آمده راه حل های نامغلوب -1-3-2-12 . [22]تکرار صواهد شداین بخش 13تا 7کنترل معیار همگرایی، اگر الگوریتم همگرا نشود فرآیند بهینه سازی از مراحل -1-3-2-13

آزمایش هامصالح و -2 مصالح-2-1 چگاالی سانگدانه هاایجایگزین سنگدانه های درشت طبیعی، بررسی اثر جایگزینی سنگدانه های درشت بتن بازیافتی بصورت یک در

ASTM C29، [24]ASTM[23] یریز و درشت و جاذب آب هار دو سانگدانه ای طبیعای و بازیاافتی مطاابق باا اساتاندارد هااC12725]و] ASTM C128 ی پرتلناد ناوع مصرف مانیس اتیصصویارایه شده اند. 1اندازه گیری شده اند، که به ترتیو در جدول داده شده است. 2در جدول دو

ی: خصوصیات سنگدانه های معمولی و بازیافت1جدول

آزمایشات مکانیکیچگالی حجمی وزن مخصوص مصالح

امترمکعو/کیلوگرم( جذب آب (درید)

73/2 سنگدانه درشت طبیعی 1561 73/0 65/2 سنگدانه ریز طبیعی 1622 79/0 71/2 سنگدانه درشت بازیافتی 1356 33/6 36/2 سنگدانه ریز بازیافتی 1278 77/9

آزمایش شیمایی (درید)−𝐶𝐶𝑙 مصالح

05/0 سنگدانه های طبیعی 05/0 سنگدانه های بازیافتی

2 شیمایی سیمان پرتلند نوع : خصوصیات فیزیکی و 2جدول

نتیجه آزمایش شیمیاییSilicon dioxide( 2SiO ):% 05/21

Aluminum oxide( 2 3Al O ):% 76/4 Iron oxide ( 2 3Fe O ): % 43/3 Calcium oxide(CaO): % 86/62

Magnesium oxide(MgO): % 46/3 نتیجه آزمایش فیزیکی

ACCEPTED MANUSCRIPT

7

Loss on ignition:% 2/1 Specific gravity 11/3

Blaine finess: 2m / kg 123

ها نمونهنسبت های مخلوط و آماده سازی -2-2

طراحی مخلوط مطابق با نیازمندی رو کریجین انجام شده است. نسبت آب باه سایمان و مقادار سانگدانه هاای درشات بازیاافتی شده اند. تعریفمتغیرهای مدل

بتن های نمونه-2-2-1، با سیمان و آب با هام مخلاوط و در ASTM C33[26] سنگدانه های درشت و ریز طبیعی و بازیافتی وزن شده و مطابق با استاندارد

ریخته شاده اناد، 100*100، 150*150، مکعبی با ابعادامیلی متر( 200*100، 300*150قالو های استوانه ای با ابعادامیلی متر( سنگدانه درشت بازیاافتی و با سنگدانه طبیعیجایگزینی ادرید( 100و70 ،50 ،20 ،0با و مکعبی های بتن استوانه ای نمونه. 1شکل

بارای سااصت مادل و انجاام آزماایش مقاومات فشااری، در این مطالعه 60/0و 55/0 ، 50/0 ، 45/0 ، 40/0نسبت های آب به سیمان ادریاد( 90و80، 60 ،40 ،30 ،10باا و مکعبای های بتن اساتوانه ای نمونه ،عالوه براین .نداشده ساصته الکتریکی، تخلخل، جذب آب

بارای در ایان مطالعاه 58/0و 53/0 ، 48/0 ، 43/0سنگدانه درشت بازیافتی و نسبت های آب به سیمانبا سنگدانه طبیعیجایگزینی .3جدول ،ندساصته شده ا ارزیابی مدل و انجام آزمایش مقاومت فشاری و الکتریکی

: نسبت های مخلوط و پارامترهای اصلی داده های آزمایشگاهی3جدول

شماره

نسبت سیمان نمونهآب به سیمان

سنگدانه ریز وطبیعیامترمکع /کیلوگرم(

سنگدانه درشتوطبیعیامترمکع /کیلوگرم(

سنگدانه درشت عو/بازیافتیامترمک کیلوگرم(

سنگدانه درشت بازیافتی ادرید(

آبامترمکعو/رکیلوگ م(

میلاای )اناادازه نوع (متر

/مقدارامترمکعو نوع کیلوگرم(

پرتلند 150×300 استوانه 1 معمولی

5/492 40/0 7/715 6/936 0 0 197 4/738 100×200 استوانه 2 2/749 7/162 20 197 ×100×100 مکعبی 3

100 5/772 3/468 8/406 50 197 2/795 0/281 5/569 70 197 3/829 0 8/813 100 197

پرتلند 150×300 استوانه 4 معمولی

0/394 50/0 8/805 6/936 0 0 197 5/828 100×200 استوانه 5 3/749 7/162 20 197 ×100×100 مکعبی 6

100 5/862 3/468 8/406 50 197 3/885 0/281 5/569 70 197 3/919 0 8/813 100 197

پرتلند 150×300 استوانه 7 معمولی

3/328 60/0 8/865 6/936 0 0 197 5/888 100×200 استوانه 8 3/749 7/162 20 197 ×100×100 مکعبی 9

100 5/922 3/468 8/406 50 197 3/945 0/281 5/569 70 197 3/979 0 8/813 100 197

ACCEPTED MANUSCRIPT

8

آزمایش ها-2-3 جذب آب و تخلخل-2-3-1انجام شده است. مطابق باا ASTM C642[ 27]آزمایش جذب آب و تخلخل مطابق با استاندارد نمونه ها روز عمل آوری 90بعد از

میلای 200*100اساتوانه ای نموناهمیلی متر از 50میلی متر و ارتفاع 100های استوانه ای بر صورده به قطر نمونهاستاندارد این ساعت قرارداده و سپس بیرون آورده و اجاازه 24انتی گراد( به مدت درجه س 105ادمای گرم کنها در نمونهشده اند. سپس تهیهمتر

دریاد 5/0به کمتر از وزن درجه سانتی گراد( داده شده اند. این فرآیند تا رسیدن اصتالف دو اندازه گیری متوالی 25سرد شدنادمای ،ساعت در آب قرار داده و سپس بیرون آورده و پاس از صشاک نماودن ساطح 48ها به مدت نمونه(. در ادامه awا است شدهتکرار

درید تکرار شده اسات 5/0به کمتر از وزن وزن آن ها اندازه گیری شده است و این فرآیند تا رسیدن اصتالف دو اندازه گیر ی متوالی محاسبه شده است:از معادله زیر مقدار جذب آب (. bwا

( 52ا 100b aa

w ww

w

ساعت سارد و پاس از حاذف رطوبات ساطحی وزن 14ساعت جوشانده و اجازه داده شده است تا 5در دی برای نمونه هاسپس این ها در ظرف آب که روی یک ترازو قرارداده شده است به یک سایم آویازان و وزن نشاان نمونه(. سپس cwا ها تعیین شده است نمونه

:ها محاسبه شده است نمونهتخلخل از معادله زیر مقدار (. dwا داده شده در ترازو اندازه گیری شده است

( 62ا

100c a

c d

w wn

w w

مقاومت فشاری -2-3-2 آمده است.بدست ASTM C39[28] روزه( براساس 90و 28ها در دو سنا نمونهمقاومت فشاری

قاومت الکتریکیم-2-3-3 روز عمل آوری در شرایط اشباع باا ساطح صشاک انجاام 90و 28پس از ASTM C1760-12[29] این آزمایش مطابق با استاندارد

.1، شکل شده است

ها نمونه مقاومت الکتریکی ساخت و آزمایش: 1شکل

ACCEPTED MANUSCRIPT

9

نتایج آزمایشگاهی -2-4 سنگدانه هاجذب آب - 2-4-1

میزان جذب آب سنگدانه های بتن پسماند در مقابل سنگدانه های طبیعی نشان داده شاده اسات. باه دلیال احاطاه 1مطابق با جدول جاذب آب ،بودن سنگدانه های بازیافتی با مالت بتن اولیه که به عنوان ایلی ترین مشخصاه ایان ناوع سانگدانه شاناصته شاده اسات

اسات. عاالوه باراین جاذب آب بدسات آماده برابر بیشتر از سنگدانه هاای درشات طبیعای 67/8فتی حدود سنگدانه های درشت بازیامای تواناد ایان ،[30]1تحقیق ما کان و همکارانمطابق برابر سنگدانه های ریز طبیعی است. 37/12سنگدانه های ریز بازیافتی حدود

که سنگدانه های ریز طبیعی حجم مالت بیشتری از مخلوط بتن قدیمی به صود جذب نموده اند. بیان شود وزن مخصوص و چگالی حجمی سنگدانه ها- 2-4-2

. مشااهده شاده اساتوزن مخصوص سنگدانه های درشت بازیافتی نسبت به سنگدانه های طبیعای درید 1کاهش 1مطابق با جدول کاهش نشان داده اسات. آزماایش چگاالی حجمای درید 11بازیافتی نسبت به سنگدانه های طبیعی وزن مخصوص سنگدانه های ریز کاهش نسبت به سنگدانه های طبیعی از صود نشان داده است. درید13/13سنگدانه های درشت بازیافتی

جذب آب بتن- 2-4-3 افزایش جذب آب با افزایش نسبت آب به سایمان مشااهده شاده اسات. میازان ،به دلیل افزایش تخلخل مخلوط بتن 2مطابق با شکل میازان 2در شاکل افزایش پیدا نموده است. درید 16تقریبا ( 60/0-40/0های بتنی با افزایش نسبت آب به سیمانا نمونهجذب آب افزایش پیادا درید 82/48درید( تقریبا 100-0بتنی با افزایش درید استفاده از سنگدانه های درشت بازیافتیا نمونه هایجذب آب نموده است.

روزه( 90): رابطه جذب آب و نسبت آب به سیمان و درصد سنگدانه درشت بازیافتی2شکل

تخلخل بتن- 2-4-4

های بتنی با افزایش نمونه. میزان تخلخل مشاهده شده استتخلخل با افزایش نسبت آب به سیمان در مقدار افزایش 3مطابق با شکل های بتنی با افازایش نمونهمیزان تخلخل 3افزایش پیدا نموده است. در شکل درید 48/15تقریبا ( 60/0-40/0نسبت آب به سیمانا

افزایش پیدا نموده است. درید 02/52درید( تقریبا 100-0درید استفاده از سنگدانه های درشت بازیافتیا

1Ma Kang et al.

NCARCA(20%)

RCA(50%)RCA(70%)

RCA(100%)W/C=0.40

W/C=0.50

W/C=0.60

0

5

10

Wa(

%)

ACCEPTED MANUSCRIPT

10

روزه( 90): رابطه تخلخل و درصد سنگدانه درشت بازیافتی و نسبت آب به سیمان3شکل

مقاومت فشاری -2-4-5

کااهش دریاد 72/33تقریباا ( 60/0-40/0های بتنی با افزایش نسبت آب به سایمانا نمونهمیزان مقاومت فشاری 4مطابق با شکل ،گاردد مرتبطایجاد ناحیه ضعیف انتقال بین دانه ای وکه دلیل آن می تواند به تاثیر جذب آب باالی این نوع سنگدانه ،پیدا کرده استهای بتنی با افزایش درید استفاده از سنگدانه های نمونهمیزان مقاومت فشاری 4. در شکل [31و32] 2یو و همکاران ،1پون و همکاران کاهش پیدا نموده است. درید 97/19درید( تقریبا 100-0درشت بازیافتیا

: رابطه مقاومت فشاری و درصد سنگدانه درشت بازیافتی و نسبت آب به سیمان4شکل

1C.S. Poon 2Gongbing Yue

NCARCA(20%)

RCA(50%)RCA(70%)

RCA(100%)W/C=0.40

W/C=0.50

W/C=0.60

0

10

20

Po

rosi

ty(%

)

NCA

RCA(20%)

RCA(50%)

RCA(70%)

RCA(100%)

W/C=0.40

W/C=0.45

W/C=0.50

W/C=0.55

W/C=0.60

0

10

20

30

40

50

Co

mp

ress

ive

stre

ng

th (

Mp

a)

ACCEPTED MANUSCRIPT

11

مقاومت الکتریکی- 2-4-6

دریاد( 100-0های بتنی با افزایش درید استفاده از سنگدانه های درشات بازیاافتیا نمونهمیزان مقاومت الکتریکی 5مطابق با شکل هاای بتنای باا افازایش نسابت آب باه نموناهمیزان مقاومت الکتریکی 5مطابق با شکل کاهش پیدا نموده است. درید 40/20تقریبا . [9]بیاان گاردد ماویی داصلای دلیل آن می تواند افزایش تخلخال ،نموده استکاهش پیدا درید 79/42تقریبا ( 60/0-40/0سیمانا . بدست آمده استمقاومت الکتریکی درید 84/37روز میانگین افزایش 90های آزمایش شده در سن نمونهبرای

روزه( 90و درصد سنگدانه درشت بازیافتی) : رابطه مقاومت الکتریکی و نسبت آب به سیمان5شکل

مدلسازی -3

در این تحقیق به عنوان یکی از نیازمندی های اعتبار سنجی مدل های بدست آمده به رو کریجین ، داده هاای آزمایشاگاهی باه دو بخش داده های مورد استفاده برای ساصت مدل و داده های مورد استفاده بارای ارزیاابی مادل تقسایم شاده اناد. ایان تقسایم بنادی

یا بصورت تصادفی به رو نمونه برداری بدون جایگزینی اندیس مختصاات داده هاا پاس از روی هام ریازی می تواند به طور معین و داده ها انجام پذیرد. نهایتا مدل با کمترین میزان صطا به عنوان مدل پیشنهادی انتخاب شده است.

نتایج مدلسازی -3-1 مدل تخمین پیشنهادی مقاومت فشاری-3-1-1

روز در آزمایشگاه اندازه گیری 28در سن مقاومت فشار بتن 28cfبه27و سپس با استفاده از داده های جمع آوری شده معادله ا ) :7و 6رو کریجین بین متغیر های آن تعریف شده است، شکل

28 /% ,c c w cf f RCA R (27ا تعریف شده است.Mpaاستوانه ای استاندارد بر حسو آزمونهمقاومت فشاری cfاینجا

NCA

RCA(20%)

RCA(50%)

RCA(70%)

RCA(100%)

W/C=0.40

W/C=0.45

W/C=0.50

W/C=0.55

W/C=0.60

0

50

100

150

Ele

ctri

c re

sist

ance

(

.m)

ACCEPTED MANUSCRIPT

12

: خطای تخمین پاسخ مدل کریجینگ مقاومت فشاری 7شکل : پاسخ مدل کریجینگ مقاومت فشاری 6شکل

مدل تخمین پیشنهادی مقاومت الکتریکی -3-1-2روز در حالت اشباع با سطح صشک انادازه گیاری 90و 28مقاومت الکتریکی بتن در سن 0 و پاس از محاسابه ضارایو مصاالح و

:[9و8]شده استمحاسبه به رو کریجین ( 28ا معادلهمحیط با استفاده از 0 /. . . % ,RH T w cClK K K RCA R (82ا

، با توجه به شرایط محیطی و مصالح9و8مقاومت الکتریکی بتن، شکل اینجا Ω.m ،RHK ضریو تااثیر مقادار رطوبات، شاکل01 ،

ClK و11ضریو تاثیر مقدار کلرید، شکل ،TK تعریف شده است، 21محیط، شکل ضریو تاثیر دمای .

: خطای تخمین پاسخ مدل کریجینگ مقاومت الکتریکی 9شکل : پاسخ مدل کریجینگ مقاومت الکتریکی 8شکل

0

20

40

60

80

100 0.40.45

0.50.55

0.60.65

20

25

30

35

40

45

W/CRCA(%)

Co

mp

ressiv

e s

tren

gth

(M

Pa)

20 25 30 35 4020

25

30

35

40R

2 = 0.9888; RMSE = 0.4234

Estimated Kriging(fc (Mpa))

Testi

ng

data

(fc (

Mp

a))

020

4060

80100 0.4

0.5

0.6

0.750

60

70

80

90

100

110

W/C

RCA(%)

Ele

ctr

ic r

esis

tan

ce (

.m)

50 60 70 80 90 10055

60

65

70

75

80

85

90

95R

2 = 0.9762; RMSE = 1.5838

Estimated Kriging( (.m))

Testi

ng

data

(

(

.m))

ACCEPTED MANUSCRIPT

13

مقدار غلظت کلرید-3-1-2-1بصاورت پایش وجاود از رطوبت محیط صارجی یا دلیل جذببه در بتن للظت یون کلرید مشاهده شده است با باال رفتن 10در شکل افزایش پیدا نموده اسات. در رسانایی بتن ،[9]به دلیل افزایش رسانایی یونی و قوی شدن کانال یونی، سنگدانه های بازیافتیآلودگی در

مادل اسات. حایال شاده برای مقاومت الکتریکی باتن کاهش درید 35درید وزن سیمان مصرفی( حدود 10بیشترین مقدار کلریدا ارایه شده است. [9و8]مشابه در مراجع

دمای محیط- 3-1-2-2افزایش و مقاومات الکتریکای کااهش ،[9]به دلیل افزایش فعالیت یونی نشان داده شده است با باال رفتن دما رسانایی بتن 11در شکل درید و بارای 63درجه سانتی گراد(حدود 84و برعکس. این کاهش با بیشترین دمای آزمایش شده در این تحقیقاتا نموده استپیدا

مادل مشاابه در اسات. بدست آمده درید افزایش برای مقاومت الکتریکی بتن 74حدود حداقل کاهش دما اتا یک درجه سانتی گراد( ارایه شده است. [9]مرجع

محیط رطوبت نسبی- 3-1-2-3مقاومات ،[9]یاونی رساانایی باه دلیال ضاعیف شادن کاناال درید( 70مشاهده شده است با کاهش میزان رطوبت ا 12مطابق شکل

648درید( مقاومت الکتریکای بطاور نماایی حادود 50درید افزایش داشته است. در میزان کاهش رطوبت ا 81الکتریکی بتن حدود ارایه شده است. [9و8]مدل مشابه در مراجع درید افزایش پیدا نموده است.

: ضریب تاثیر رطوبت محیط در رابطه مقاومت الکتریکی 11: ضریب تاثیر کلرید در رابطه مقاومت الکتریکی شکل 10شکل

Cl-(%wt.ce)

Ch

lori

de c

on

cen

trati

on

co

eff

icie

nt

(Cl- )

R2 = 0.9759; RMSE = 0.0145

0 2 4 6 8 100.65

0.7

0.75

0.8

0.85

0.9

0.95

1Testing Sample

Training Sample

Kriging Estimate

Kriging Model

rRH

(%)

Rela

tiv

e a

mb

ien

t h

um

idit

y c

oeff

icie

nt(

%)

R2 = 0.9978; RMSE = 0.2990

30 40 50 60 70 80 90 1000

5

10

15

20

25

30Testing Sample

Training Sample

Kriging Estimate

Kriging Model

ACCEPTED MANUSCRIPT

14

الکتریکی: ضریب تاثیر دمای محیط در رابطه مقاومت 12شکل

تک هدفه و چند هدفهمقید بهینه سازی -4

استفاده از الگوریتم های بهینه سازی فرا ابتکاری بر مبنای جستجوی تصادفی در فضای مسلله به عنوان یکی از رو های بهینه سازی مهندسی به دلیل یادگیری و اجارای الگوریتم های بهینه سازی فرا ابتکاری درکاربردهای سریع و قابل اعتماد شناصته شده است. ،سادهقابلیت عبور از نقاط بهینه محلی و بکارگیری در یک محدوده وسیع از علاوم بسایار ماورد ،عدم نیاز به اطالعات گرادیانیامشتق( ،ساده

براسااس حرکات و ،الگوریتم بهینه سازی حرکت مولکول های گاز ایده ال الهام گرفته شده از طبیعت. [21-18]استفاده قرار گرفته اندتاابع شده اسات. استفادهدر این بخش بهینه سازیبرای ،[22و19]ارایه شده برصورد بین مولکول های گاز که توسط ورعی و همکاران

بدست آوردن مخلوط بتن با حداکثر میزان استفاده از سنگدانه های درشت بازیافتی در این تحقیق ،برای انجام بهینه سازی مقید هدفبه عنوان قیاود مسالله بهیناه مدلسازیاز توابع حدی بدست آمده در بخش عالوه براین ،تعریف شده است و حداقل استفاده از سیمان

به شکل زیر:حالت تک هدفه مسلله بهینه سازی در .ندسازی استفاده شده ا : %Maximize f X RCA

28 1 2

1 2

, :

,

c cthr

thr

f X X fSubject to

X X

ا29(

1 1 1L UX X X

2 2 2L UX X X

و در حالت چند هدفه بصورت زیر تعریف شده است:

1

2 /

f %:

f w c

X RCAMaximize

X R

28 1 2

1 2

, :

,

c cthr

thr

f X X fSubject to

X X

ا30(

1 1 1L UX X X

2 2 2L UX X X

T(C)

Am

bie

nt

tem

per

atu

re c

oef

fici

ent

(T)

R2 = 0.9897; RMSE = 0.0491

10 20 30 40 50 60 70 800.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8Testing Sample

Training Sample

Kriging Estimate

Kriging Model

ACCEPTED MANUSCRIPT

15

در اینجا 1f X و 2f X ، توابع هدفcthrf 25 مسااوی ،ماورد نیااز مقدارحداقل مقاومات فشااری MPa وthr مقادار حاداقل 2Xو 1X.ندشده اانتخاب 5از جدول مقادیر آن به توجه به سطح صورندگی محیط که ،تعریف شده استمورد نیاز مقاومت الکتریکی

تعریف شده اند. 4مطابق جدول ،متغیر های طراحی مسلله بهینه سازی

نتایج بهینه سازی -4-1بارای بدسات آوردن مقادار حاداکثر اساتفاده از کاه ،اسات 4تابع هدف شامل متغیر های طراحی ارایه شده در جدول در این تحقیق

طبقه بندی شرایط محیطای صورناده سنگدانه های درشت بتن پسماند در مخلوط بتن برای شرایط محیطی صورنده تعریف شده است.اده حاداکثری ابتدا با توجه به رویکرد ایلی این تحقیق برای اساتف .[34و33]در نظر گرفته شده است 5در این تحقیق مطابق با جدول

از مقدار سنگدانه های بازیافتی به منظور کاهش اثرات مخرب زیست محیطی استفاده بیش از اندازه سانگدانه هاای طبیعای و کااهش ، مطابق 6، جدول شده است کهحجم زیاد پسماند های ساصت و ساز، این به شکل یک مسلله بهینه سازی تک هدفه بررسی و مشاهده

دریاد نقطاه طراحای باا 3و میزان للظت کلار 23℃درید، دما 70دگی متوسط و شرایط محیطی با رطوبت با نیاز سطح صطر صوردر سطح صورنادگی بااال و در شارایط بدست آمده است. همچنین 41/0درید سنگدانه درشت بازیافتی در نسبت آب به سیمان 100

شاده محادود 40/0دریدی سنگدانه درشت بازیافتی در نسابت آب باه سایمان 33/20محیطی مشابه قبل نقطه طراحی به استفاده . در ادامه بطور همزمان با در نظر گرفتن سیمان به عنوان یکی دیگر از آالینده های محیط زیست مرتبط با ینعت سااصت و سااز است

حل یک مسلله بهینه سازی متشاکل از دو هادف به اقدامکه در این حالت شده استاقدام به کاهش این جز دیگر سازنده مخلوط بتن دریادی 100، مطابق شرایط محیطی و سطوح صطر صوردگی حالت قبل میزان نقطه طراحای باه اساتفاده 6. نتایج، جدول شده است

مشابه در سطح صورندگی باال و در شرایط محیطی . همچنینشده استمحدود 48/0سنگدانه درشت بازیافتی در نسبت آب به سیمان عاالوه باراین .شاده اساتمحادود 40/0دریدی سنگدانه درشت بازیافتی در نسبت آب باه سایمان 64/21نقطه طراحی به استفاده

بدسات در حالت چند هدفاه نقطاه طراحای است مشاهده نشدهمشاهده می کنیم در شرایطی که نقطه طراحی برای حالت تک هدفه در ساطح صطار صاوردگی متوساط و 40/0درید سنگدانه درشت بازیافتی در نسبت آب به سایمان 76/12 است؛ نقطه طراحی آمده

درید تنها در فرآیند بهینه سازی چند هدفه حایل شاده اسات. 10و میزان للظت کلر 23℃درید، دما 80شرایط محیطی رطوبت در سطح صطر صوردگی باال و شرایط و 40/0آب به سیمان درید سنگدانه درشت بازیافتی در نسبت 34/18عالوه براین نقطه طراحی

شده است. فرآیناد مشاهدهدرید تنها در حالت طراحی بهینه چند هدفه 5و میزان للظت کلر 23℃درید، دما 70محیطی رطوبت ارایه شده است. 21اب( -االف(بهینه سازی تک هدفه و چند هدفه به ترتیو در شکل های

طراحی : متغیرهای4جدول

مقدار نماد متغیرRCA

1X 10 100X

/Rw c 2X 20.40 0.60X

: طبقه بندی براساس سطح خطر مورد نیاز محیط5جدول

الکتریکی حجمی مقاومت سطح صطر مورد نیاز محیطمورد نیاز Ω.m

50کمتر از پایین 100-50 متوسط 200-100 باال

2000-200 صیلی باال

ACCEPTED MANUSCRIPT

16

2000بیشتر از ناچیز

هدفهبهینه سازی تک هدفه )ب( بهینه سازی چند )الف(

%0و میزان غلظت کلر 23℃، دما %80سطح خطر خوردگی متوسط و محیط با رطوبت : بهینه سازی در 13شکل

: نتایج مشاهده شده از فرآیند بهینه سازی6جدول

سااااطح صطاااار پارامترهای ایلی شماره صوردگی محیط

مقاومااات فشااااری مااااورد نیازامگااااا پاسکال(

سازی چند هدفهبهینه بهینه سازی تک هدفه للظاااااااات کلرادرید(

دماادرجاااااه (سانتی گراد

نقطااااااااه طراحاااااااای رطوبتادرید(بهینهاسااااااااااااانگدانه آب بازیافتیادرید(، نسبت

به سیمان(

دانه نقطه طراحی بهینهاسنگآب بازیافتیادرید(، نسابت

به سیمان(

) 25 متوسط 90 23 0 1 12/32 , 40/0 ) ( 58/23 , 40/0 ) ) 25 متوسط 90 23 3 2 19/16 , 40/0 ) ( 81/16 , 40/0 ) ) - 25 متوسط 90 23 5 3 94/15 , 40/0 ) - - 25 متوسط 90 23 10 4) 25 متوسط 80 23 0 5 44/70 , 40/0 ) ( 67/70 , 40/0 ) ) 25 متوسط 80 23 3 6 20/48 , 40/0 ) ( 31/84 , 40/0 ) ) 25 متوسط 80 23 5 7 49/30 , 40/0 ) ( 18/03 , 40/0 ) ) - 25 متوسط 80 23 10 8 76/12 , 40/0 ) ,100) 25 متوسط 70 23 0 9 46/0 ) (100, 48/0 ) ,100) 25 متوسط 70 23 3 10 41/0 ) (100, 48/0 ) ) 25 متوسط 70 23 5 11 85/78 , 40/0 ) ( 09/80 , 48/0 ) ) 25 متوسط 70 23 10 12 83/32 , 40/0 ) ( 65/33 , 40/0 ) ) 25 باال 70 23 0 13 71/37 , 40/0 ) ( 33/29 , 40/0 ) ) 25 باال 70 23 3 14 33/20 , 40/0 ) ( 64/21 , 40/0 ) ) - 25 باال 70 23 5 15 34/18 , 40/0 )

0 2000 4000 6000 8000 10000 1200069.9

70

70.1

70.2

70.3

70.4

70.5

70.6

70.7

70.8

70.9

NFE

RC

A(%

)

0.4 0.42 0.44 0.46 0.48 0.5 0.52 0.54 0.56 0.58 0.60

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

W/C

RC

A(%

)

ACCEPTED MANUSCRIPT

17

نتیجه گیری بحث و-5 و بهینه سازی موارد ذیل استخراج شده است: مدلسازیمطابق با نتایج آزمایش سنگدانه ها، بتن سخت شده،

شاده اسات. میازان جاذب آب شاناصته افزایش میازان جاذب آب سانگدانه از بتن اولیه عاملمالت چسپیده به سنگدانه طبیعی -1 77/9سنگدانه های بازیافتی متاثر از حجم مالت احاطه شده از بتن اولیه شناصته شده است. میزان جذب آب باالی سنگدانه های ریزا

( نشان دهنده حجم مالت احاطه شده بیشتر در سطح این نوع سنگدانه است. درید 33/6( نسو به سنگدانه های درشتادریدن تخلخل موجود در مالت احاطه شده اطراف سنگدانه های بازیافتی منجر به افزایش جذب آب و تخلخل بتن حااوی ایان ناوع میزا -2

دریاد 97/19. بطوریکه با افزایش میزان تخلخل، چگالی بتن کاهش و این باعث کاهش مقاومت فشاری بتن حدود شده استسنگدانه در استفاده حداکثری از این نوع سنگدانه شده است.

میزان تخلخل موجود در مالت احاطه شده اطراف سنگدانه های بازیافتی منجر به افزایش جذب آب و تخلخل بتن حااوی ایان ناوع -3. باا ایان افازایش رساانایی سنگدانه شده است. بطوریکه با افزایش میزان تخلخل کانال رسانایی یونی قوی تری در بتن ایجاد شده است

در استفاده حاداکثری از ایان ناوع سانگدانه درید 40/20مقاومت الکتریکی بتن حاوی این نوع سنگدانه دارای میانگین کاهش حدود است. ال میزان تخلخل موجود در بتن با افزایش نسبت آب به سیمان افزایش پیدا نموده است. بطوریکاه باا افازایش میازان تخلخال کانا -4

79/42است. با این افزایش رسانایی مقاومت الکتریکی باتن دارای میاانگین کااهش حادود شدهرسانایی یونی قوی تری در بتن ایجاد در حداکثر میزان نسبت آب به سیمان است. دریدمیزان تخلخل و چگالی باتن میزان تخلخل موجود در بتن با افزایش نسبت آب به سیمان افزایش پیدا می کند. بطوریکه با افزایش -5

در حداکثر میزان نسبت آب باه سایمان درید 72/33مقاومت فشاری بتن دارای میانگین کاهش حدود ،به دلیل کاهش میزان سیمان است. میزان دمای محیط، مقدار کلرید، مقدار سنگدانه های بازیافتی و نسبت آب به سیمان بیانگر شرایط در معارض ،میزان رطوبت نسبی-6

یک سازه بتنی در محیط های صورنده هستند. به دلیل تاثیری که آن ها در میزان جذب آب و تخلخال باتن و در نتیجاه آن تغییار در ا به نحو مناسبی برای سازه های مهندسی کنترل و بهینه سازی نمود.حجم رسانایی بتن دارند می توان مقادیر آن ها ر

فراهم نمودن دانش کافی از متغیرهای مسلله در رو مدلسازی مبتنی برکریجین منجر به مدل های پیش بینی با میزان صطاای -7 کمتر در مقایسه با سایر رو معمول مدلسازی می گردد.

سازی فرابتکاری در مسائل بهینه سازی مهندسی به همراه مدل های تخمین مناسو مانند کریجین استفاده ازالگوریتم های بهینه-8درک بهتری از رسیدن به طرح های بهینه می دهند و این ها رو های ارزان و آسان در بکارگیری هستند. عالوه براین بهیناه ساازی

یم گیری هستند بسیار مناسو اسات.کاهش همزماان میازان سایمان چند هدفه برای مسائل مهندسی که دارای چند معیار برای تصممصرفی و افزایش میزان استفاده از سنگدانه های بازیافتی برای ساصت بتن دوست دار محیط زیسات باا اساتفاده از ایان الگاوریتم هاا

فراهم شده است. هاای ساازه بارایبرای شرایط با سطح صورندگی متوساط بیشترنشان داده شده است که استفاده از سنگدانه های درشت بازیافتی -9

،می تواند با مواد افزودنای مانناد میکارو سایلیس در سطوح صورندگی باالتر بتنی محقق شده است. امکان استفاده از این نوع سنگدانه و فلی ا که تاثیر قابل مالحظه ای روی مقاومت الکتریکی بتن دارند امکان پذیر گردد. متاکائولین

فهرست عالئم -6w درید جذب آب n درید تخلخل

درجه سانتی گراد ℃

ACCEPTED MANUSCRIPT

18

wa(%) جذب آب، درید %RCA درید سنگدانه درشت بازیافتی، درید

/Rw c نسبت آب به سیمان ،مقاومت الکتریکی Ω.m

cf ،مقاومت فشاری نمونه استوانه ایMpa NFE تعداد ارزیابی تابع هدف در فرآیند بهینه سازی و مراجع منابع-7

[1] N. Kisku, H. Joshi, M. Ansari, S.K. Panda, Sanket Nayak, Sekhar Chandra Dutta. A critical review and assessment for usage of recycled aggregate as sustainable construction material, Construction and Building Materials, (2016). [2]Upal Mohammad Towfiqul Quadir, Kamrul Islam, A.H.M. Muntasir Billah, M. Shahria Alam. Mechanical and

durability properties of concrete using recycled granulated steel, Construction and Building Materials, 123(2016)174–183.

[3]Sumaiya Binte Huda, M. Shahria Alam. Mechanical behavior of three generations of 100% repeated recycled coarse

aggregate concrete, Construction and Building Materials, 65 (2014) 574–582. [4]Wil V. Srubar III. Stochastic service-life modeling of chloride-induced corrosion in recycled-aggregate concrete,

Cement & Concrete Composites, 55 (2015) 103–111. [5]Marco Pepe, Romildo Dias Toledo Filho, Eduardus A.B. Koenders, Enzo Martinelli. A novel mix design

methodology for Recycled Aggregate Concrete, Construction and Building Materials, 122(2016) 362–372.

[6]S. Boudali, D.E. Kerdal, K. Ayed, B. Abdulsalam, A.M. Soliman. Performance of self-compacting concrete incorporating recycled concrete fines and aggregate exposed to sulphate attack, Construction and Building Materials,

124(2016)705–713.

[7]Yimmy Fernando Silva, Rafael Andres Robayo, Pedro Enrique Mattey, Silvio Delvasto. Properties of self-compacting concrete on fresh and hardened with residue of masonry and recycled concrete, Construction and Building

Materials,124 (2016) 639–644.

[8] Bo Yu, LuFeng Yang, Ming Wu, Bing Li. Practical model for predicting corrosion rate of steel reinforcement in

concrete structures, Construction and Building Materials, 54 (2014) 385–401. [9] Bo Yu, Jianbo Liu, Zheng Chen. Probabilistic evaluation method for corrosion risk of steel reinforcement based on concrete resistivity, Construction and Building Materials, 138 (2017) 101–113. [10] Michelle R. Nokken and R. Doug Hooton. Electrical Conductivity Testing, American Concrete International,

(2006).

[11] Hamed Layssi, Pouria Ghods, Aali R. Alizadeh, and Mustafa Salehi. Electrical Resistivity of Concrete, (2015).

[12] Jafar Vahedi, Mohammad Reza Ghasemi, Mahmoud Miri, An adaptive divergence-based method for structural

reliability analysis via multiple Kriging models. Applied Mathematical Modelling, (2018).

[13] Buyu Jia, XiaoLin Yu, QuanSheng Yan. A new sampling strategy for Kriging based response surface method and

its application in structural reliability, Advances in Structural Engineering, (2016) 1–18.

[14]Neela Deshpande, Shreenivas Londhe, Sushma Kulkarni. Modeling compressive strength of recycled aggregate concrete by Artificial Neural Network, Model Tree and Non-linear Regression, International Journal of Sustainable Built Environment, 3(2014) 187–198.

[15] S.N. Lophaven, J. Søndergaard, H.B. Nielsen, DACE A Matlab Kriging Toolbox, IMM Informatiocs Math.Model.

(2002).

[16] S. Castric, L. Denis-Vidal, Z. Cherfi, G. Joly Blanchard, N. Boudaoud. Modeling Pollutant Emissions of Diesel Engine based on Kriging Models: a Comparison between Geostatistic and Gaussian Process Approach, Proceedings of the 14th IFAC Symposium on Information Control Problems in Manufacturing Bucharest, Romania, (2012)23-25.

[17] Alexander I. J. Forrester, András Sóbester and Andy J. Keane. Engineering Design via Surrogate Modelling: A

Practical Guide, University of Southampton, UK, John Wiley & Sons Ltd, (2008).

[18] Singiresu S. Rao. Engineering Optimization Theory and Practice, Fourth Edition, Published by John Wiley & Sons,

Inc., Hoboken, New Jersey, (2009). [19] Hesam Varaee, Mohammad Reza Ghasemi. Engineering optimization based on ideal gas molecular movement

algorithm, Engineering with Computers, (2016).

[20] Yaser Moodi, Seyed Roohollah Mousavi, Alireza Ghavidel, Mohammad Reza Sohrabi, Mohsen Rashki. Using Response Surface Methodology and providing a modified model using whale algorithm for estimating the compressive

strength of columns confined with FRP sheets, Construction and Building Materials, 183 (2018) 163–170.

ACCEPTED MANUSCRIPT

19

[21]Nikola Tosic, Snezana Marinkovic, Tina Dasic, Milos Stani. Multicriteria optimization of natural and recycled aggregate concrete for structural use, Journal of Cleaner Production, 87 (2015) 766–776.

[22] Mohammad Reza Ghasemi, Hesam Varaee. A  fast  multi‑objective  optimization  using  an  efficient  ideal  gas 

molecular movement algorithm, Engineering with Computers, (2016). [23] ASTM C 29/C 29M-97. Standard Test Method for Bulk Density (“Unit Weight”) and Voids in Aggregate. [24] ASTM C 127-04. Standard Test Method for Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Coarse Aggregate.

[25] ASTM C 128-04a. Standard Test Method for Density, Relative Density (Specific Gravity), and Absorption of Fine

Aggregate.

[26] ASTM C 33- 01. Standard Specification for Concrete Aggregates.

[27] ASTM C 642/C 642M-06. Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete. [28] ASTM C 39/C 39M-05. Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens.

[29] ASTM C 1760-12. Standard Test Method for Bulk Electrical Conductivity of Hardened Concrete.

[30] Ma Kang and Li Weibin, Effect of the Aggregate Size on Strength Properties of Recycled Aggregate Concrete, Advances in Materials Science and Engineering, (2018) https://doi.org/10.1155/2018/2428576

[31]C.S. Poon, Z.H. Shui, L. Lam, Effect of microstructure of ITZ on compressive strength of concrete prepared with recycled aggregates, Construction and Building Materials, 18 (2004) 461–468.

[32]Gongbing Yue, Peng Zhang , Qiuyi Li , and Qianqian Li, Performance Analysis of a Recycled Concrete Interfacial Transition Zone in a Rapid Carbonization Environment, Advances in Materials Science and Engineering, (2018)

https://doi.org/10.1155/2018/1962457 [33]Rob B. Polder. Test methods for onsite measurement of resistivity of Concrete a RILEM TC-154 technical

recommendation, Construction and Building Materials, 15 (2001) 125-131.

[34] Thomas, R. J., Properties and Performance of Alkali-Activated Concrete, PhD Thesis, Clarkson University,

Department of Civil Engineering, Potsdam NY, 2016.

ACCEPTED MANUSCRIPT